煤礦錨桿鉆機的現(xiàn)狀和發(fā)展

1煤礦用錨桿鉆機存在的問題

我國研制的錨桿鉆機類型與型號不少，但正式批量生產(chǎn)并在生產(chǎn)建設(shè)中起作用的不多，目前存在的主要問題是：

(1)鉆車式錨桿鉆機效率高、勞動強度小、安全性好，但因煤礦井下狹窄，錨桿鉆車在井下需占用一定空間，目前尚未解決好使用錨桿鉆車的施工工藝問題。因此，雖然錨桿鉆車曾取得良好效果，但在短時間內(nèi)難以廣泛推廣。

(2)單體式錨桿鉆機質(zhì)量輕、體積小，可由人工挪移，先后有30種以上的單體錨桿鉆機投入煤礦試驗和使用。但是，投入正式批量生產(chǎn)的產(chǎn)品還不到10%，在煤礦井下成為錨桿支護作業(yè)主產(chǎn)品的則更少，其主要原因是產(chǎn)品性能與可靠性都存在以下問題：①電動錨桿鉆機結(jié)構(gòu)比較簡單，但轉(zhuǎn)矩特性較差，電機容易過載，加上錨桿孔鉆進是立式作業(yè)。電機內(nèi)易受淋水污染，電氣部分事故率高。電動錨桿鉆機的支腿推進方式至今尚不理想：液壓推進須設(shè)附加泵站；水力推進的排放水污染工作面問題不易解決；機械式推進呈剛性結(jié)構(gòu)，操作性能不好；氣動支腿推進需合理解決氣源問題。②液壓錨桿鉆機轉(zhuǎn)矩特性好，推進系統(tǒng)容易與鉆機回轉(zhuǎn)系統(tǒng)匹配，但有的鉆機轉(zhuǎn)矩低，系統(tǒng)發(fā)熱問題未解決好，以及滲漏、泄漏問題的存在，使用戶不易接受。同時，由于液壓配套件質(zhì)量控制問題未引起錨桿鉆機廠家的高度重視，產(chǎn)品可靠性尚有問題。因此，液壓錨桿鉆機類型不少，但正式使用的不夠多。當然，由于必須配備輔助液壓泵站，給井下使用維修帶來不便，也是影響長期使用的原因。③氣動錨桿鉆機轉(zhuǎn)矩特性好，產(chǎn)品不易過載，又因應用非金屬材料，故產(chǎn)品質(zhì)量輕。但是，葉片式馬達的錨桿鉆機轉(zhuǎn)矩小(低于50 N*m)、鉆進效率低，國內(nèi)外都已出現(xiàn)淘汰勢態(tài)。國產(chǎn)齒輪式馬達的錨桿鉆機傳動件、支腿以及密封等都存在問題，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，使國產(chǎn)齒輪氣馬達式錨桿鉆機尚未取得多數(shù)用戶的認可。國產(chǎn)柱塞式馬達的錨桿鉆機正處于開發(fā)、試用階段，若大面積進行推廣，還需要在非金屬材料、氣馬達性能等技術(shù)上與其它方面做很多工作。

(3)錨桿鉆機產(chǎn)品是工具類產(chǎn)品，機重的限制與功能要求存在矛盾。目前的生產(chǎn)廠家大多是小廠，靈活性好，但技術(shù)管理與質(zhì)量保證體系方面都存在嚴重問題，甚至缺乏產(chǎn)品質(zhì)量保證的基本條件。有的生產(chǎn)廠家售后服務存在不少問題，產(chǎn)品又供應不及時。這樣，國產(chǎn)錨桿鉆機還難以更廣泛地在生產(chǎn)中應用。

(4)煤礦用戶科學使用錨桿鉆機的機制尚未完全建立起來，對錨桿鉆機缺乏應有的維修、保養(yǎng)，維修條件又不具備，致使錨桿鉆機過早報廢。有的煤礦使用進口錨桿鉆機時，不及時按規(guī)定注潤滑油，不處理系統(tǒng)的污物，氣馬達早期破損。有的煤礦對出現(xiàn)非致命故障的鉆機不及時維修，使機械運行出現(xiàn)惡性循環(huán)，數(shù)10臺錨桿鉆機僅1 a時間幾乎全部報廢。

(5)與錨桿鉆機配套的鉆具性能差，國產(chǎn)鉆頭壽命常常不足10鉆米，掉片、斷齒以及早期磨損等頻頻發(fā)生。特別是，個別鉆頭廠家使用劣質(zhì)硬質(zhì)合金，靠劣質(zhì)材料降低產(chǎn)品成本，使錨桿鉆頭產(chǎn)品質(zhì)量極差。

(6)錨桿鉆機產(chǎn)品開發(fā)、制造等缺乏科學性，一些產(chǎn)品反復立項研究，但技術(shù)進步的步子不大，特別是，因某些原因不按標準要求進行性能試驗與可靠性試驗，致使鑒定的產(chǎn)品缺乏批量生產(chǎn)的基本條件。在產(chǎn)品制造過程中，也常常缺乏科學管理，片面追求利潤，不重視售后服務，對產(chǎn)品缺乏負責精神。

2煤礦用錨桿鉆機的合理趨向

僅國有重點煤礦，每年就有3 000多個掘進工作面。錨桿支護施工需要相當數(shù)量的錨桿鉆機，市場的需要使諸多科研、制造單位紛紛投入錨桿鉆機及其配套機具的開發(fā)與生產(chǎn)，產(chǎn)品型式繁多，相類似的產(chǎn)品反復出現(xiàn)、反復鑒定。錨桿鉆機是錨桿支護技術(shù)發(fā)展的客觀需要，它必然按一定規(guī)律向前發(fā)展，經(jīng)過一個時期的競爭后，會逐漸走上正軌。經(jīng)對國內(nèi)外錨桿鉆機分析認為，煤礦用錨桿鉆機的發(fā)展趨勢將有以下特點：

(1)由于煤礦錨桿支護將在量大面廣的煤巷、半煤巖巷廣泛應用，在相當長時間內(nèi)，單體錨桿鉆機是錨桿鉆機產(chǎn)品發(fā)展的主流。在部分使用綜合掘進機的巷道，將逐漸采用液壓單體式錨桿鉆機，并共用掘進機的液壓動力源。為進一步提高綜掘設(shè)備的錨桿支護機械化水平，仍將繼續(xù)探討如何廣泛使用機載錨桿鉆機。機載錨桿鉆機仍以液壓回轉(zhuǎn)式鉆進方式為主，但仍會尋求解決鉆進抗壓強度大、磨蝕性強的巖石的合理鉆進方式。在大斷面巖巷掘進中，液壓鉆車的使用會更加體現(xiàn)其鉆進錨桿孔與安裝錨桿的優(yōu)越性，而專用錨桿鉆車的應用不會在短期內(nèi)提上日程。

(2)液壓回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機將向進一步提高輸出轉(zhuǎn)矩方向發(fā)展，以適應錨桿孔高速鉆進與安裝錨桿的需要。液壓錨桿鉆機將在進一步改進技術(shù)性能的同時提高可靠性，著重解決液壓元件耐用性、井下長期工作穩(wěn)定性的問題，并尋求如何與現(xiàn)有井下設(shè)備共用動力源問題。為使液壓錨桿孔鉆進適應面更廣，人們會探討高轉(zhuǎn)矩回轉(zhuǎn)輔以小能量沖擊錨桿孔鉆進的問題。

(3)氣動錨桿鉆機轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性好、重量輕、失速轉(zhuǎn)矩大，但產(chǎn)品可靠性與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性會在一個時期內(nèi)更加令人關(guān)注。為了更廣泛地使用氣動錨桿鉆機，煤礦現(xiàn)場將會有意識地調(diào)整壓縮空氣系統(tǒng)，并逐漸重視井下移動式空壓機的應用問題。

(4)電動錨桿鉆機成本低，主機動力簡單且能源消耗少，人們將在提高電動錨桿鉆機可靠性與合理解決支腿方式上繼續(xù)攻關(guān)。鑒于電動錨桿鉆機轉(zhuǎn)矩特性硬、電機可靠性較差的問題，在采用壓力水沖洗錨桿孔時，電機可靠性的關(guān)鍵將在于過載能力與防水、密封性能；只有在二者得到根本解決后，電動錨桿鉆機才能被更廣泛地用于井下作業(yè)。

(5)氣動沖擊式錨桿孔鑿巖機與氣動回轉(zhuǎn)式錨桿鉆機、氣動回轉(zhuǎn)式鉆機(幫錨桿孔鉆機)互相配套使用，使井下動力系統(tǒng)單一，效果好。人們會進一步改進氣動沖擊鑿巖方式，使之更好的與氣動回轉(zhuǎn)式鉆進方式匹配。

(6)錨桿孔回轉(zhuǎn)式鉆進使用的鉆具是消耗量大的易損件。隨著錨桿鉆機產(chǎn)品正常化，鉆具性能及質(zhì)量將會更加受到重視，鉆具結(jié)構(gòu)、材料與加工工藝會逐漸趨于合理，回轉(zhuǎn)式鉆進方式的適應范圍會有所擴大。

(7)錨桿鉆機的進一步發(fā)展，要求錨桿鉆機及其配套機具的標準化水平進一步提高。在此技術(shù)上，產(chǎn)品競爭將主要在質(zhì)量、服務、價格方面。為此，有些錨桿鉆機與鉆具生產(chǎn)廠家會在科學化管理上下功夫，逐漸自覺地貫徹ISO 9000族標準，以使其產(chǎn)品更有競爭能力。

(8)錨桿鉆機性能參數(shù)的研究是錨桿鉆機產(chǎn)品發(fā)展與質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，幾種產(chǎn)品的競爭，會逐漸提高對錨桿鉆機基礎(chǔ)性研究重要性的認識。在錨桿鉆機產(chǎn)品競爭中，生產(chǎn)廠家將會爭技術(shù)、爭人才、爭條件建設(shè)。

(9)錨桿鉆機的發(fā)展有一定技術(shù)難度，它的應用效果與現(xiàn)場的使用維修條件有關(guān)。煤礦現(xiàn)場將會尋求應用錨桿鉆機的科學管理方法，重視與加強錨桿鉆機的維修、保養(yǎng)，建立錨桿鉆機維修點。

(10)錨桿鉆機的水平、質(zhì)量影響錨桿支護綜合效益，煤礦現(xiàn)場會逐漸重視使用錨桿鉆機與鉆具的綜合經(jīng)濟效益問題，并做為選擇錨桿鉆機與鉆具的重要根據(jù)。

3結(jié)語

錨桿鉆機與鉆具是應用錨桿支護的關(guān)鍵。目前，國有重點煤礦的年進500多萬m巷道中，采用錨噴支護的只有100多萬m。按達到年錨噴支護率50%的目標，每年將有200多萬m的巷道采用錨噴支護，有1 500個左右的掘進工作面配備錨桿鉆機，加上一定數(shù)量的備用，需要數(shù)千臺錨桿鉆機。目前，每年投入煤礦的錨桿鉆機只有500～600臺左右，質(zhì)量與性能參差不齊，真正在井下連續(xù)運轉(zhuǎn)的不多。1995年以來，全國各煤礦從澳大利亞引進了500～600臺氣動錨桿鉆機，有的煤礦在應用中取得了一些成效，并積累了經(jīng)驗；但也有的煤礦過早報廢了引進的產(chǎn)品，得到了一些教訓。種種跡象表明，錨桿鉆機在我國仍處于向前發(fā)展的階段，技術(shù)管理、產(chǎn)品開發(fā)、制造以及使用維修等均需不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓，在經(jīng)過一個時期以后，錨桿鉆機的發(fā)展會走上正軌，在發(fā)展我國錨桿支護技術(shù)中起到應有作用。

錨桿鉆機的發(fā)展以鑿巖技術(shù)與錨桿支護技術(shù)為基礎(chǔ)，高鉆進速度、良好的適應性、高可靠性以及生產(chǎn)廠家的優(yōu)質(zhì)服務是錨桿鉆機產(chǎn)品競爭的目標。錨桿鉆機性能參數(shù)的研究、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料選擇的合理化以及產(chǎn)品質(zhì)量保證體系的建立是錨桿鉆機產(chǎn)品進一步發(fā)展的基礎(chǔ)。

錨桿鉆機是錨桿支護施工機械，它影響錨桿支護施工質(zhì)量——錨桿孔的方位、深度、孔徑以及錨桿安裝質(zhì)量等，產(chǎn)品本身的技術(shù)特征又涉及操作者的安全。

國外曾將錨桿鉆機列為影響錨桿支護安全性的重要因素之一，一直致力于如何合理解決錨桿支護機械化問題。美國曾投入巨資解決煤礦全自動錨桿孔鉆進與自動安裝錨桿問題，并盡量在施工中應用機械化程度高的錨桿鉆機，例如專用錨桿鉆機、機載錨桿鉆機等；法國、芬蘭、德國、瑞典、奧地利等也都重視高度機械化錨桿鉆機的開發(fā)與應用。但是，單體式錨桿鉆機在煤礦仍會繼續(xù)發(fā)展，澳大利亞煤礦自60年代起尋求錨桿鉆機發(fā)展道路，目前將氣動錨桿鉆機大量投入市場，并推薦液壓錨桿鉆機、綜合機械化錨桿鉆機，推動了錨桿支護技術(shù)的發(fā)展。

研究國外錨桿支護與錨桿鉆機的發(fā)展過程與經(jīng)驗，對我國錨桿支護機械化研究與應用是有益的。